JP6712822B2 - 表示装置および表示方法 - Google Patents

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Description

本開示は、HDR映像データを変換することにより得られたHDR映像データを表示する表示装置および表示方法に関する。
特許文献1には、ターゲットディスプレイ上への表示のための画像データを伝達関数に従って変換する装置について開示されています。
特表2014−512740号公報
本開示は、HDR映像データを変換して得られたHDR映像のシャープネスが低減することを効果的に抑制することができる表示装置などを提供する。
本開示における表示装置は、各画素の輝度がコード値で表されているHDR(High Dynamic Range)映像データを取得する取得部と、前記HDR映像データを第1EOTF(Electro−optical Transfer Function)を用いてHDR映像に変換する変換部と、前記HDR映像データの各画素について、当該画素のコード値が、前記第1EOTF上の点における接線の傾きが所定の傾きとなる第1の点に対応する第1コード値未満の第1範囲に含まれるか前記第1コード値以上の第2範囲に含まれるかを判定することで、前記コード値が前記第1範囲に含まれる画素を含む低輝度領域としての第1領域と、前記コード値が前記第2範囲に含まれる画素を含む高輝度領域としての第2領域とを抽出する領域抽出部と、前記HDR映像データのうちの前記第1領域のシャープネスゲインを前記第2領域のシャープネスゲインよりも増加させることで前記HDR映像データのシャープネスゲインを調整する調整部と、前記調整部により調整されることで得られた調整データを用いて、前記変換部において変換されることにより得られた前記HDR映像を表示する表示部と、を備える。
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本開示における表示装置は、HDR映像データを変換して得られたHDR映像のシャープネスゲインを効果的に調整することができる。
図1は、本実施の形態に係る映像システムの概略を示す図である。 図2は、本実施の形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図3は、本実施の形態に係る表示装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図4は、本実施の形態に係る配信側装置の構成の一例を示すブロック図である。 図5は、本実施の形態に係るOETFの一例を示す図である。 図6は、本実施の形態に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図7は、第1EOTFおよび第2EOTFの一例を示す図である。 図8は、ニーポイントコードの算出方法について説明するための図である。 図9は、トーンマッピングの一例を示す図である。 図10は、領域抽出部および調整部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。 図11は、シャープネスゲインと各範囲において調整された後のシャープネスゲインとの一例を示す図である。 図12は、実施の形態に係る表示装置による表示方法の一例を示すフローチャートである。 図13は、領域を抽出する抽出処理の一例を示すフローチャートである。 図14は、シャープネスゲインを調整する調整処理の一例を示すフローチャートである。
(発明の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、表示装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
予め配信側にてマスター映像データに対してOETF(Optical Electrical Transfer Function)変換しエンコードしたHDR映像データを、デコードした後第1EOTFを用いて変換して得られるHDR映像を表示させる表示装置において、マスター映像データの輝度データ高周波成分がエンコード、デコード処理の影響により欠損する場合がある。当該表示装置の第1EOTFにおいて低輝度領域に相当する所定のコード値未満の第1範囲では、高輝度領域に相当する所定のコード値以上の第2範囲よりも、コード値の増加幅に対する輝度の増加幅が小さい。このため、マスター映像データのシャープネスを再現するべくHDR映像(ここでは1ピクチャの映像)の全体に共通するシャープネスゲインで画像処理すると、第1範囲のコード値を有する画素を含む第1領域と、第2範囲のコード値を有する画素を含む第2領域とで、得られるシャープネス効果の強さが異なってしまう。つまり、第1領域は第2領域よりもシャープネス効果の強さが弱くなる。
このように、HDR映像では、低輝度領域としての第1領域と、高輝度領域としての第2領域とでシャープネス効果が異なるため、1枚のピクチャにおいて見え方が異なる領域が生じてしまう。そこで、本開示は、HDR映像データを変換して得られたHDR映像のシャープネスが低減することを効果的に抑制することができる表示装置および表示方法を開示する。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
(実施の形態)
以下、図1〜図14を用いて、実施の形態を説明する。
[1.構成]
図1は、本実施の形態に係る映像システムの概略を示す図である。
図1に示すように、映像システム1は、映像データを含む配信用データを配信する配信側装置200と、配信された配信用データを受信する表示装置100とを備える。
配信側装置200は、カメラ201と、情報処理装置202とにより構成される。情報処理装置202は、ビデオカメラなどのカメラ201によって撮像された映像を表示装置100に伝送させるための配信用データに変換し、伝送手段を介して表示装置100に配信用データを送信する。
ここで、伝送手段は、所定のテレビジョン放送規格での放送波を送出するための手段、所定の通信プロトコルでのインターネットのようなネットワークに配信するための手段、または、所定のパッケージメディアに記録し、当該所定のパッケージメディアを販売するための手段である。本実施の形態では、伝送手段として、所定のテレビジョン放送規格での放送波を送出するための手段を用いる場合を例に説明する。
表示装置100は、配信用データを受信し、受信した配信用データに含まれる映像データが示す映像を表示する。表示装置100は、表示パネルを含む表示デバイスを筐体内に格納した、一般的なフラットパネルディスプレイの外観を有している。表示装置100は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどである。
図2は、本実施の形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図2に示すように、情報処理装置202は、ハードウェア構成として、プロセッサ203と、メインメモリ204と、ストレージ205と、通信IF(Interface)106と、入力IF(Interface)207と、ディスプレイ208とを備える。
プロセッサ203は、ストレージ205等に記憶されたプログラムを実行するプロセッサである。
メインメモリ204は、プロセッサ203がプログラムを実行するときに使用するワークエリアとして用いられる揮発性の記憶領域である。
ストレージ205は、プログラムなどの各種データを保持する不揮発性の記憶領域である。
通信IF206は、通信ネットワークを介して外部機器と通信する通信インタフェースである。通信IF206は、例えば、有線LANインタフェースである。なお、通信IF206は、無線LANインタフェースであってもよい。また、通信IF206は、LANインタフェースに限らずに、通信ネットワークとの通信接続を確立できる通信インタフェースであれば、どのような通信インタフェースであってもよい。
入力IF207は、人からの入力を受け付けるためのインタフェースである。入力IF205は、マウス、タッチパッド、タッチパネル、トラックボールなどのポインティングデバイスであってもよいし、キーボードであってもよい。
ディスプレイ208は、映像をマスタリングするために表示するマスターモニタである。例えば、ディスプレイ208は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどである。
図3は、本実施の形態に係る表示装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図3に示すように、表示装置100は、チューナ101と、デコーダ102と、制御回路103と、メモリ104と、表示デバイス105とを備える。
チューナ101は、図示しないアンテナにより受信した放送波を構成するアナログ信号をデジタル信号である符号化データへ変換し、変換することで得られた符号化データをデコーダ102に出力する。
デコーダ102は、チューナ101から取得した符号化データを復号し、復号することで得られた映像データを制御回路103に出力する。デコーダ102は、映像データとともに映像データの付加データであるメタデータをチューナ101から取得し、復号しても良い。復号されたメタデータは後述する制御回路103がメモリ104に一旦書き込む。メタデータは予め配信側により映像データに付加されて送信される。
制御回路103は、デコーダ102により出力された映像データに対して、メモリ104に記憶されている表示デバイス105の特性を示す特性情報とメタデータとに応じて画像処理を行う。制御回路103は、画像処理を行うことで得られた映像を、表示デバイス105に出力する。これにより、表示デバイス105は、表示デバイス105の特性とメタデータとに合わせた映像を表示させることができる。なお、デコーダ102と制御回路103とは、同一の回路で実現されていてもよい。また、制御回路103は、所定のプログラムを実行するCPUなどの汎用のプロセッサにより実現されていてもよいし、専用回路により実現されていてもよい。つまり、表示装置100の機能は、ソフトウェアにより実現されていてもよいし、ハードウェアにより実現されていてもよい。
メモリ104は、特性情報とメタデータとを記憶している。メモリ104は、さらに制御プログラムを記憶していてもよい。メモリ104は、例えば、不揮発性メモリである。
表示デバイス105は、制御回路103により出力された映像を表示する。表示デバイス105は、表示パネルであり、例えば、液晶パネル、有機ELパネルなどにより構成される。
図4は、本実施の形態に係る配信側装置の構成の一例を示すブロック図である。
図4に示すように、配信側装置200は、キャプチャ部210と、マスタリング部220と、OETF(Opto−Electronic Transfer Function)変換部230と、エンコーダ240とを備える。
キャプチャ部210は、映像データの被写体を撮影してデジタル映像データに変換して出力する。キャプチャ部210は、例えば、カメラ201により実現される。
マスタリング部220は、キャプチャ部210から得られた映像データをマスターモニタに表示しつつ、映像の制作者からの入力に応じて制作者が意図した輝度や色合いに映像を調整する処理を実行することで、配信用の映像を示す映像データであるマスターデータを生成する。マスタリング部220は、例えば、情報処理装置202の、プロセッサ203、メインメモリ204、ストレージ205、入力IF207およびディスプレイ208により実現される。
OETF変換部230は、HDR映像データで配信する場合に適応される輝度データを、図5に示すOETFを用いて、コード値に変換するOETF変換を実行する。OETF変換部230は、配信側装置200がHDR映像データを配信する場合にOETF変換を実行してもよいし、配信側装置200がHDR映像データを配信する前に事前にOETF変換を実行してもよい。後者の場合、変換後のHDR映像データは、ストレージ205に記憶される。OETF変換は、後述するEOTF変換の逆変換特性を持つ。
図5は、本実施の形態に係るOETFの一例を示す図である。
OETFは、図5に示すように、例えばPQカーブの逆変換カーブである。PQカーブは、SMPTE 2084規格で定義されているEOTFカーブである。OETF変換部230は、マスタリング部220において生成されたマスターデータに対して、OETF変換し、変換後のHDR映像データを出力する。OETF変換部230は、例えば、情報処理装置202の、プロセッサ203、メインメモリ204およびストレージ205により実現される。
エンコーダ240は、OETF変換部230において変換された後のHDR映像データに対し、映像圧縮規格による圧縮を実行し、圧縮により得られた配信用データを伝送路へ出力する。なお、図示していないが、エンコーダ240が出力する圧縮された配信用データは、音声データ、メタデータなどの映像データ以外のデータを含んでいてもよい。エンコーダ240は、例えば、情報処理装置202の、プロセッサ203、メインメモリ204、ストレージ205、通信IF206により実現される。
次に、表示装置の機能構成について説明する。
図6は、本実施の形態に係る表示装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
図6に示すように、表示装置100は、機能構成として、取得部110と、制御部120と、記憶部130と、領域抽出部140と、調整部150と、変換部170と、表示部180とを備える。
取得部110は、伝送手段を介して配信用データを取得する。そして、取得部110は、配信用データをデコードすることにより、HDR(High Dynamic Range)映像データを取得する。つまり、取得部110は、配信側にてOETF変換されており、各画素の輝度がコード値で表されているHDR映像データを取得する。取得部110は、例えば、チューナ101、デコーダ102などにより実現される。取得部110は映像データとともにメタデータを取得しても良い。
制御部120は、HDR映像データが含むコード値を、HDR映像の輝度に変換するための第1EOTF(Electro−optical Transfer Function)を、HDR映像を表示デバイス105で表示できるように調整(つまりトーンマッピング)することで、図7に示すような第2EOTFを生成してもよい。第1EOTFは、例えば、PQカーブである。PQカーブは、SMPTE 2084規格で定義されているEOTFである。第2EOTFは、例えば、HDR映像の輝度の最大値(例えば、10,000nit)を表示デバイス105が表示可能な最大輝度である表示最大輝度となるように、第1EOTFをトーンマッピングすることにより得られる、コード値と輝度との関係を示す曲線である。つまり、第2EOTFは、表示部180が表示可能な最大輝度を示す表示最大輝度を超えた輝度に対応するコード値を有するHDR映像データを、表示最大輝度を最大輝度とするHDR映像に変換するためのEOTFである。第2EOTFは、コード値がニーポイントコードを超える範囲において第1EOTFとは異なる曲線、具体的には、第1EOTFよりも輝度が小さい曲線を有する。なお、図7は、第1EOTFおよび第2EOTFの一例を示す図である。PQカーブ以外にHLG(Hybrid Log Gamma)カーブもあるが、HDR映像がPQカーブあるいはHLGカーブでOETF(Opto−Electronic Transfer Function)変換されているかどうかは、メタデータに記述されており、メタデータを参照することで分かる。
図7に示すように、第1EOTFおよび第2EOTFは、コード値と輝度との対応を示し、コード値を輝度に変換するためのものである。つまり、第1EOTFおよび第2EOTFは、複数のコード値と輝度との対応関係を示す関係情報である。第1EOTFおよび第2EOTFは、図7に示す曲線を表す式で表されてもよいし、テーブルで表されてもよい。例えば、HDRに対応した映像の輝度を10ビットの階調のコード値で表現する場合、10,000nitまでのHDRの輝度範囲における輝度は、量子化されて、0〜1023までの1024個の整数値にマッピングされる。
つまり、HDR映像データは、10,000nitまでの輝度範囲の映像の輝度(HDRに対応した映像の輝度)が、EOTFの逆関数であるOETFに基づいて量子化されることで得られる10ビットのコード値であるHDR信号を含む。HDRに対応したEOTF(以下、「HDRのEOTF」という。)においては、SDRに対応したEOTF(以下、「SDRのEOTF」という。)よりも高い輝度を表現することが可能であり、例えば、図7においては、輝度の最大値(ピーク輝度)は、10,000nitである。HDRの輝度の最大値は、SDRの輝度の最大値より大きい。HDRは、SDRの最大値である100nitから、HDRの輝度の最大値(例えば10,000nit)まで、最大値を拡大したダイナミックレンジを有する。
制御部120は、取得部110から得られた映像データを解析することで、画像処理に用いる映像データの輝度特性を示す輝度特性情報を生成する。制御部120は、具体的には、輝度特性情報として、ニーポイントコードC1およびデルタポイントコードC2〜C4を含む複数の閾値を生成し、生成した複数の閾値を領域抽出部140に出力する。制御部120は、複数の閾値としての、ニーポイントコードC1およびデルタポイントコードC2〜C4を次に示すように算出する。
図8は、ニーポイントコードの算出方法について説明するための図である。
制御部120は、例えば、HDR映像データの複数のピクチャのそれぞれにおけるコード値であって、当該ピクチャの複数の画素を、コード値が小さい画素から順に並べたときの全画素の所定の割合の数の順位に対応する画素のコード値を算出し、算出したコード値をニーポイントコードC1として生成してもよい。制御部120は、図8に示すように、複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャが有する画素のコード値に応じたIndex値ごとにカウントした輝度ヒストグラムを生成する。そして、制御部120は、輝度ヒストグラムの累積値が全画素の80%に対応するコード値、つまり、輝度が小さい画素を全画素の80%まで抽出した場合の最大コード値をニーポイントコードC1として生成する。配信側にて、予め映像データのヒストグラムを生成し同様にニーポイントコードC1を生成して、ニーポイントコードC1をメタデータに付加して送信しても良い。
デルタポイントコードC2〜C4は、図7に示すように、EOTF上の点における接線の傾きが所定の傾きとなる点に対応するコード値である。図7では、所定の傾きとなる直線が破線で示されている。
制御部120は、第1EOTF上の点における接線の傾きが所定の傾きである1点に対応するコード値をデルタポイントコードC2として算出する。第1EOTFは、コード値が大きくなるに従って、第1EOTF上の点における接線の傾きが大きくなる特徴を有する。この第1EOTFの特徴は、第1EOTFの全てのコード値の範囲にわたっている。ディスプレイの輝度特性を補正するためのガンマ補正と比較すると、ガンマ補正カーブは、コード値が大きくなるに従って、接線の傾きが小さくなる特徴を有する。このガンマ補正カーブの特徴は、ガンマ補正カーブの全てのコード値の範囲にわたっている。つまり、ガンマ補正カーブは、第1EOTFとは逆の特徴となる。
また、制御部120は、第2EOTF上の点における接線の傾きが所定の傾きである2点に対応するコード値をデルタポイントコードC3、C4として算出する。なお、デルタポイントコードC3は、第2EOTF上の点であって、コード値が大きくなるに従って、接線の傾きが所定の傾き未満から所定の傾き以上に変化する第1の点(変化点)に対応するコード値である。また、デルタポイントコードC4は、第2EOTF上の点であって、コード値が大きくなるに従って、接線の傾きが所定の傾き以上から所定の傾き未満に変化する第2の点(変化点)に対応するコード値である。つまり、第2EOTFは、第1の点および第2の点である2つの変化点を有する。
所定の傾きは、例えば、1である。所定の傾きは、0.9から1.1までの値であれば1でなくてもよい。
なお、制御部120は、デルタポイントコードC2〜C4を算出する場合において、所定の傾きである点に一致するコード値が無い場合、つまり、所定の傾きである点が2つのコード値の間にある場合、より近い方のコード値を対応するコード値として算出してもよいし、大きい方のコード値を対応するコード値として算出してもよいし、小さい方のコード値を対応するコード値として算出してもよい。
図9は、トーンマッピングの一例を示す図である。
制御部120は、トーンマッピングにおいて、HDR映像データのメタデータのうちのHDR映像のニーポイントとMaxCLL(Maximum Content Light Level)とを用い、ニーポイント以下の輝度は、変換の前後で同一とし、MaxCLL付近以上の輝度に対してのみ輝度を調整することで、第1EOTFから第2EOTFを生成する。
つまり、制御部120は、図9に示すように、トーンマッピングにおいて、HDR映像データの輝度がニーポイント以下の場合、当該HDR映像データの輝度を変換せず、当該HDR映像データの輝度を、表示デバイス105に表示させる輝度とする第2EOTFを生成する。また、制御部120は、当該HDR映像データの輝度がMaxCLL以上の場合、当該HDR映像データの輝度を、表示最大輝度とする第2EOTFを生成する。
なお、ニーポイントとは、第1EOTFにおいてニーポイントコードC1に対応付けられている輝度である。MaxCLLとは、コンテンツ内の全ピクチャにおける、画素の最大輝度を示す値である。つまり、MaxCLLは、映像の最大輝度または映像のピーク輝度である。MaxCLLとニーポイントとは、配信側にて予め生成され、メタデータとして送信された物を使用しても良い。
また、制御部120は、映像の輪郭を補正するためのシャープネスゲインおよび所定の補正値(後述参照)を示す記憶部130から取得し、取得したシャープネスゲイン、および、算出したニーポイントコードC1に基づいてシャープネスゲインカーブを生成してもよい。なお、シャープネスゲインは、映像の輪郭補正に用いられる基準値を示し、シャープネスゲインカーブは、映像の輪郭補正に用いられる基準値が調整された後の値を示す。シャープネスゲインカーブは、HDR映像データが第1EOTFを用いて変換される場合に用いられる第1シャープネスゲインカーブと、HDR映像データが第2EOTFを用いて変換される場合に用いられる第2シャープネスゲインカーブとを含む。
なお、制御部120は、例えば、制御回路103により実現される。
記憶部130は、表示最大輝度、シャープネスゲイン、および、所定の補正値を記憶している。記憶部130は、表示装置100の他の表示特性を記憶していてもよい。記憶部130は、例えば、メモリ104により実現される。
領域抽出部140は、HDR映像データの複数のピクチャのそれぞれを構成する全画素のそれぞれのコード値を判定することで、領域を抽出する。領域抽出部140は、具体的には、変換部170が用いるEOTFにおいて、当該EOTF上の点における接線の傾きが所定の傾きとなる点に対応するコード値(つまり、デルタポイントコードC2〜C4)と、ニーポイントコードC1とを境界として分割される複数の範囲のそれぞれについて、当該範囲に含まれるコード値を有する画素を同じ領域として抽出する。つまり、領域抽出部140は、複数の範囲のそれぞれに対応する領域を抽出する。複数の領域のそれぞれは、各ピクチャにおいて抽出される。複数の領域のそれぞれは、1つも画素を含まない場合もあれば、1つの画素だけを含む場合もあれば、複数の画素を含む場合もある。複数の領域は、画素毎にコード値の範囲の違いでラベリングすることにより得られる情報であるとも言える。領域抽出部140の具体的な処理は後述する。領域抽出部140は、例えば、制御回路103により実現される。
調整部150は、領域抽出部140において抽出された複数の領域に基づいて、当該領域におけるシャープネスを、領域ごとに対応付けられたシャープネスゲインで調整する。調整部150は、シャープネスゲインが高い場合、シャープネス効果を強くするように、映像の輪郭を強調する。具体的には、調整部150は、HDR映像データのうちで、変換部170が用いるEOTF上の点における接線の傾きであって、当該画素のコード値が対応する点における接線の傾きが所定の傾き未満である画素を含む領域のシャープネスゲインを、当該接線の傾きが所定の傾き以上である画素を含む領域のシャープネスゲインよりも増加させることでHDR映像データのシャープネスゲインを調整する。調整部150の具体的な処理は後述する。調整部150は、例えば、制御回路103により実現される。
シャープネスゲインを調整する理由を説明する。配信側装置200で生成されたマスターデータの輝度データ高周波成分は、エンコード処理またはデコード処理の影響により欠損する場合がある。配信側装置200で用いられるOETFの特性は、輝度値が低くなるに従って、OETF上の点における接線の傾きが大きくなる特徴を有する。つまり、OETF変換後の映像データは、低輝度側の方が、輝度値の増加幅に対するコード値の増加幅が大きく高周波成分を多く含むことから、エンコード処理またはデコード処理の影響により高周波成分を欠損する場合が多い。さらに、表示装置100で用いられるEOTFは、低輝度領域に相当する所定のコード値未満の領域においては、高輝度領域に相当する所定のコード値以上の領域においてよりも、コード値の増加幅に対する輝度の増加幅が小さい特徴を有する。このため、OETF変換されたHDR映像(ここでは1ピクチャの映像)の全体に対して、共通するシャープネスゲインで画像処理すると、画像処理後の映像は、マスターデータの映像と比較して、低輝度領域のシャープネス効果が高輝度領域のシャープネス効果より相対的に低くなるため、1枚のピクチャにおいて互いに見え方が異なる複数の領域を有することとなる。そこで、1枚のピクチャに、互いに見え方が異なる複数の領域が生じることを抑制するために、調整部150は、HDR映像データのうちで、変換部170が用いるEOTF上の点における接線の傾きであって、当該画素のコード値が対応する点における接線の傾きが所定の傾き未満である画素を含む領域のシャープネスゲインを、当該接線の傾きが所定の傾き以上である画素を含む領域のシャープネスゲインよりも増加させ、低輝度部の輪郭をより強調する調整を行う。
変換部170は、HDR映像データを第1EOTFを用いてHDR映像に変換する。具体的には、変換部170は、コード値で表されているHDR映像データを、第1EOTFにおいて各コード値に対応する輝度に変換する。また、変換部170は、第1EOTFを用いた変換と、第2EOTFを用いた変換とを、HDR映像データの最大輝度であるMaxCLLに応じて選択的に切り替えて行ってもよい。具体的には、変換部170は、MaxCLLと表示デバイス105の表示最大輝度とを比較し、MaxCLLが表示最大輝度よりも大きい場合に、第2EOTFを用いた変換を行い、MaxCLLが表示最大輝度以下の場合に、第1EOTFを用いた変換を行う。このように、変換部170は、映像データにメタデータとして含まれる映像データが示す映像の最大輝度であるMaxCLLと、記憶部130に記憶されている表示デバイス105の最大輝度である表示最大輝度とを比較し、表示最大輝度よりも映像の最大輝度が大きい場合に、第2EOTFを用いた変換を行うことで、映像の最大輝度を表示最大輝度に合わせた輝度に調整することができる。
変換部170は、MaxCLLの代わりにピクチャごとの最大輝度を用いて、HDR映像データのピクチャごとに上記の切り替えを行ってもよいし、MaxCLLの代わりにシーンごとの最大輝度を用いてHDR映像データのシーンごとに上記の切り替えを行ってもよい。
変換部170は、例えば、制御回路103により実現される。
表示部180は、調整部150により調整されることで得られた調整データを用いて、変換部170において変換されることにより得られたHDR映像を表示する。表示部180は、取得部110により取得された映像データがSDR映像データである場合には、SDR映像を表示してもよい。表示部180は、例えば、表示デバイス105により実現される。
次に、領域抽出部140および調整部150の具体的な処理について図10および図11を用いて説明する。
図10は、領域抽出部および調整部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。図118は、シャープネスゲインと各範囲において調整された後のシャープネスゲインとの一例を示す図である。
図10に示すように、領域抽出部140は、第1抽出部141と、第2抽出部142と、第3抽出部143と、第4抽出部144とを有する。第1〜第4抽出部141〜144は、取得部110により取得された映像データと、制御部120により算出されたニーポイントコードC1およびデルタポイントコードC2〜C4のいずれかとを用いて、以下の各処理を行う。
第1抽出部141は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合も、第2EOTFを用いた変換を行う場合も、HDR映像データを用いて、ニーポイントコードC1未満の画素を含む領域を領域Aとして抽出する。つまり、第1抽出部141は、図11における第1範囲に含まれるコード値を有する画素を領域Aとして抽出する。図7から分かるように、領域Aは輝度が最も低い領域である。
第2抽出部142は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合、HDR映像データを用いて、ニーポイントコードC1以上デルタポイントコードC2未満の画素を含む領域を領域Bとして抽出する。つまり、この場合、第2抽出部142は、図11における第2範囲に含まれるコード値を有する画素を領域Bとして抽出する。
また、第2抽出部142は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合、HDR映像データを用いて、ニーポイントコードC1以上デルタポイントコードC3未満の画素を含む領域を領域Bとして抽出する。つまり、この場合、第2抽出部142は、図11における第2範囲および第3範囲に含まれるコード値を有する画素を領域Bとして抽出する。領域Bは領域Aより輝度が高い領域である。
第3抽出部143は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合、HDR映像データを用いて、デルタポイントコードC2以上の画素を含む領域を領域Cとして抽出する。つまり、この場合、第3抽出部143は、図11における第3範囲、第4範囲および第5範囲に含まれるコード値を有する画素を領域Cとして抽出する。
また、第3抽出部143は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合、HDR映像データを用いて、デルタポイントコードC3以上デルタポイントコードC4未満の画素を含む領域を領域Cとして抽出する。つまり、この場合、第3抽出部143は、図11における第4範囲に含まれるコード値を有する画素を領域Cとして抽出する。領域Cは領域Bより輝度が高い領域である。
第4抽出部144は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合、処理を行わない。また、第4抽出部144は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合、HDR映像データを用いて、デルタポイントコードC4以上の画素を含む領域を領域Dとして抽出する。つまり、この場合、第4抽出部144は、図11における第5範囲に含まれるコード値を有する画素を領域Dとして抽出する。領域Dは、第2EOTFにおいて、領域Cより輝度が高い領域である。
このように、領域抽出部140は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合、HDR映像データの各画素について、当該画素のコード値がニーポイントコードC1未満の範囲A(つまり、第3範囲)に含まれるか、ニーポイントコードC1以上デルタポイントコードC2未満の範囲B(つまり、第4範囲)に含まれるか、デルタポイントコードC2以上の範囲C〜E(つまり、第2範囲)に含まれるかを判定する。そして、領域抽出部140は、判定結果に応じて、範囲Aに含まれる画素を含む領域A(つまり、第3領域)と、範囲Bに含まれる画素を含む領域B(第4領域)と、範囲C〜Eに含まれる画素を含む領域C(つまり、第2領域)とを抽出する。
また、領域抽出部140は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合、HDR映像データの各画素について、当該画素のコード値がニーポイントコードC1未満の範囲A(つまり、第9範囲)に含まれるか、ニーポイントコードC1以上デルタポイントコードC3未満の範囲B、C(つまり、第10範囲)に含まれるか、デルタポイントコードC3以上デルタポイントコードC4未満の範囲D(つまり、第6範囲)に含まれるか、デルタポイントコードC4以上の範囲E(つまり、第8範囲)に含まれるかを判定する。そして、領域抽出部140は、判定結果に応じて、範囲Aに含まれる画素を含む領域A(つまり、第9領域)と、範囲B、Cに含まれる画素を含む領域B(つまり、第10領域)と、範囲Dに含まれる画素を含む領域C(つまり、第6領域)と、範囲Eに含まれる画素を含む領域D(つまり、第8領域)とを抽出する。
各領域A、B、C、Dは輝度の高低により分割できることから、入力映像データのコード値と各閾値としてのニーポイントコードC1およびデルタポイントコードC2、C3、C4を比較して抽出することが可能である。
また、図10に示すように、調整部150は、第1調整部151と、第2調整部152と、第3調整部153と、第4調整部154と、第5調整部155と、第1設定部156と、第2設定部157と、第3設定部158と、第4設定部159と、第5設定部160とを有する。第1〜第5設定部156〜160は、制御部120により出力されたシャープネスゲインおよびシャープネスゲインカーブを用いて、以下の各処理を行う。
第1設定部156は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合も、第2EOTFを用いた変換を行う場合も、シャープネスゲインと、第1シャープネスゲインカーブまたは第2シャープネスゲインカーブを用いて、ゲインAを、範囲Aにおける基準値からの差分値ΔGに設定する。ゲインAは、正の値である。第1調整部151は、ゲインAを用いて領域Aのシャープネスゲインを調整し、調整後のデータAを出力する。
第2設定部157は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合、シャープネスゲインおよび第1シャープネスゲインカーブを用いて、ゲインBを、範囲Bにおける基準値からの差分値ΔGに設定する。ゲインBは、正の値である。第2調整部152は、ゲインBを用いて領域Bのシャープネスゲインを調整し、調整後のデータBを出力する。
また、第2設定部157は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合、シャープネスゲインおよび第2シャープネスゲインカーブを用いて、ゲインBを、範囲B、Cにおける基準値からの差分値ΔGに設定する。ゲインBは、正の値である。第2調整部152は、ゲインBを用いて領域Bのシャープネスゲインを調整し、調整後のデータBを出力する。
第3設定部158は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合、シャープネスゲインおよび第1シャープネスゲインカーブを用いて、ゲインCを、範囲C〜Eにおける基準値からの差分値ΔGに設定する。ゲインCは、負の値である。第3調整部153は、ゲインCを用いて領域Cのシャープネスゲインを調整し、調整後のデータCを出力する。
また、第3設定部158は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合、シャープネスゲインおよび第2シャープネスゲインカーブを用いて、ゲインCを、範囲Dにおける基準値からの差分値ΔGに設定する。ゲインCは、負の値である。第3調整部153は、ゲインCを用いて領域Cのシャープネスゲインを調整し、調整後のデータCを出力する。
第4設定部159および第4調整部154は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合、処理を行わない。また、第4設定部159は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合、シャープネスゲインおよび第2シャープネスゲインカーブを用いて、ゲインDを、範囲Eにおける基準値からの差分値ΔGに設定する。ゲインDは、正の値である。第4調整部154は、ゲインDを用いて領域Dのシャープネスゲインを調整し、調整後のデータDを出力する。
第5設定部160は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合も、第2EOTFを用いた変換を行う場合も、ゲインEとして、基準値のままのシャープネスゲインを設定する。第5調整部155は、ゲインEを用いてHDR映像データの全領域のシャープネスゲインを調整し、調整後のデータEを出力する。
調整部150は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合には、領域A〜Cのそれぞれについて、当該領域に対応するゲインA〜Cでシャープネスゲインを調整することにより得られたデータA〜Cを、それぞれ、全領域のシャープネスゲインを基準値で調整することにより得られたデータEの各領域A〜Cに加算した調整データを出力する。また、調整部150は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合には、領域A〜Dのそれぞれについて、当該領域に対応するゲインA〜Dでシャープネスゲインを調整することにより得られたデータA〜Dを、それぞれ、全領域のシャープネスゲインを基準値で調整することにより得られたデータEの各領域A〜Dに加算した調整データを出力する。
このように、調整部150は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合、領域A(つまり、第3領域)のシャープネスゲインを基準値から差分値ΔG(つまり、第1の値)だけ増加させ、領域B(つまり、第4領域)のシャープネスゲインを基準値から、差分値ΔGより小さい差分値ΔG(つまり、第2の値)だけ増加させ、領域C(つまり、第2領域)のシャープネスゲインを基準値から差分値ΔG(つまり、第3の値)だけ減少させる。
なお、図7においてΔ輝度/Δコード値を1点における傾きとすると、第1EOTF上において、デルタポイントコードC2における接線の傾きが1.0であり、コード値が0の点からニーポイントコードC1までの範囲Aにおける接線の傾きの平均が0.05であり、ニーポイントコードC1からデルタポイントコードC2までの範囲Bにおける接線の傾きの平均が0.33であり、デルタポイントコードC2から最大コード値C5までの範囲C〜Eにおける接線の傾きの平均が3.3であるとみなすことができる。範囲A、範囲Bおよび範囲C〜Eのそれぞれに割り当てられる接線の数は1つでも良いし4つでも良い。範囲A、範囲Bおよび範囲C〜Eのそれぞれに割り当てられる接線の傾きは、それら割り当てられた接線の中から単一選択したものを代表値として決定されても良く、あるいは複数選択した傾きの平均値を代表値として決定されても良い。このように算出された、範囲A、範囲Bおよび範囲C〜Eそれぞれの接線の傾きが、当該範囲が対応する領域のシャープネスゲインカーブ算出の基礎データとなる。
例えば、デルタポイントコードC2におけるシャープネスゲインカーブをシャープネスゲインと同一となる1.0と定義すると、範囲Aにおける接線の傾きの平均が0.05であるため、範囲Aのシャープネスゲインカーブは、1.0×(1/0.05)=20.0となる。よって、範囲Aには、20.0に相当するΔGが設定される。また、同様に、範囲Bの場合は、範囲Bにおける接線の傾きの平均が0.33であるため、範囲Bのシャープネスゲインカーブは、1.0×(1/0.33)=3.0となり、3.0に相当するΔGが設定される。同様に、範囲C〜Eの場合は、範囲C〜Eにおける接線の傾きの平均が3.3であるため、範囲C〜Eのシャープネスゲインカーブは、1.0×(1/3.3)=0.3となり、0.3に相当するΔG(1.0以下であるためマイナス値)が設定される。
以上のように各差分値ΔG、ΔG、ΔGは基準となるデルタポイントコードC2のシャープネスゲインカーブと各接線の傾きとの掛け算により求められたシャープネスゲインカーブにより設定される。求められたシャープネスゲインの計算値をそのまま使用しても良いし、リミッターを設けて上限値および下限値を決めても良いし、それぞれの差分値を丸めても良い。例えば最大5.0(つまり上限値)、および、最小0.4(つまり下限値)のリミッターを設けた場合、シャープネスゲインカーブは、範囲Aにおいて5.0となり、範囲Bにおいて3.0となり、範囲Cにおいて0.4となり、最終的にこれらのシャープネスゲインを実現する値が差分値ΔG、ΔG、ΔGとして設定される。
また、図11のシャープネスゲインカーブは、ニーポイントコードC1、および、デルタポイントコードC2において、傾きがないオフセットする形状を有しているが、これに限らずに、ニーポイントコードC1、および、デルタポイントコードC2において傾きがある形状を有していても良い。例えば、シャープネスゲインカーブは、デルタポイントコードC2のシャープネスゲインをシャープネスゲインと同じ値となるように設定し、デルタポイントコードC2よりもニーポイントコードC1側は直ちにΔGに上げずに一定の傾きをもってなだらかに上がる形状を有していても良く、デルタポイントコードC2よりもデルタポイントコードC3側も直ちにΔGに下げずに一定の傾きをもってなだらかに下がる形状を有していても良い。
このように、表示装置100では、第1EOTFを用いて得られるHDR映像を表示する場合、第1領域においてさらにニーポイントコードを境界として第3領域および第4領域に分割し、第3領域のシャープネスゲインを、第4領域のシャープネスゲインよりも増加させることで、異なる画素間のシャープネスゲインの変化率の均一化を図っている。これにより、第1領域においても、第3領域のシャープネス効果を、高輝度領域としての第4領域のシャープネス効果に近づけることができる。よって、第1EOTFを用いてHDR映像データを変換することで得られたHDR映像のシャープネスが低減することを効果的に抑制することができる。
また、調整部150は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合、領域A(つまり、第9領域)のシャープネスゲインを基準値から差分値ΔG(つまり、第4の値)だけ増加させ、領域B(つまり、第10領域)のシャープネスゲインを基準値から差分値ΔG(つまり、第4の値)だけ増加させ、領域C(つまり、第6領域)のシャープネスゲインを基準値から差分値ΔG(つまり、第5の値)だけ減少させ、領域D(つまり、第8領域)のシャープネスゲインを基準値から差分値ΔG(つまり、第4の値)だけ増加させる。
なお、第1EOTFの場合と同様に、図7においてΔ輝度/Δコード値を1点における傾きとすると、第2EOTF上のデルタポイントコードC3、および、デルタポイントコードC4における接線の傾きが1.0であり、範囲Aにおける接線の傾きの平均が0.05であり、ニーポイントコードC1からデルタポイントコードC3までの範囲B〜Cにおける接線の傾きの平均が0.22であり、デルタポイントコードC3からデルタポイントコードC4までの範囲Dにおける接線の傾きの平均が1.5であり、デルタポイントコードC4から最大コード値C5までの範囲Eにおける接線の傾きの平均が0.5であるとみなすことができる。範囲A、範囲B〜C、範囲Dおよび範囲Eそれぞれの接線の傾きが、当該範囲が対応する領域のシャープネスゲインカーブ算出の基礎データとなる。
例えば、デルタポイントコードC3、C4におけるシャープネスゲインカーブをシャープネスゲインと同一となる1.0と定義すると、範囲Aにおける接線の傾きの平均が0.05であるため、範囲Aのシャープネスゲインカーブは、1.0×(1/0.05)=20.0となる。よって、範囲Aには、20.0に相当するΔGが設定される。また、同様に、範囲B〜Cの場合は、範囲B〜Cにおける接線の傾きの平均が0.22であるため、範囲B〜Cのシャープネスゲインカーブは、1.0×(1/0.22)=4.5となり、4.5に相当するΔGが設定される。同様に、範囲Dの場合は、範囲Dにおける接線の傾きの平均が1.5であるため、範囲Dのシャープネスゲインカーブは、1.0×(1/1.5)=0.6となり、0.6に相当するΔGが設定される。同様に、範囲Eの場合は、範囲Eにおける接線の傾きの平均が0.5であるため、範囲Eのシャープネスゲインカーブは、1.0×(1/0.5)=2.0となり、2.0に相当するΔGが設定される。
以上のように各差分値は基準となるデルタポイントコードC3、C4のシャープネスゲインカーブと各接線の傾きとの掛け算により求められたシャープネスゲインカーブにより設定される。求められたシャープネスゲインの計算値をそのまま使用しても良いし、リミッターを設けて上限値および下限値を決めても良いし、それぞれの差分値を丸めても良い。例えば最大5.0(つまり上限値)、および、最小0.7(つまり下限値)のリミッターを設け、第1EOTFの差分値との差が1.5以下の差分値を丸めた場合、シャープネスゲインカーブは、範囲Aにおいて5.0となり、範囲B〜Cにおいて5.0となり、範囲Dにおいて0.6となり、範囲Eにおいて2.0となり、最終的にこれらのシャープネスゲインを実現する値が差分値ΔG、ΔGとして設定される。
また、図11のシャープネスゲインカーブは、デルタポイントコードC3、C4において、傾きがないオフセットする形状を有しているが、これに限らずに、デルタポイントコードC3、C4においてに傾きがある形状を有していても良い。例えば、シャープネスゲインカーブは、デルタポイントコードC3のシャープネスゲインをシャープネスゲインと同じ値となるように設定し、デルタポイントコードC3よりもニーポイントコードC1側は直ちにΔGに上げずに一定の傾きをもってなだらかに上がる形状を有していても良く、デルタポイントコードC3よりもデルタポイントコードC4側も直ちにΔGに下げずに一定の傾きをもってなだらかに下がる形状を有していても良い。また、デルタポイントコードC4についても同様に、例えば、シャープネスゲインカーブは、デルタポイントコードC4のシャープネスゲインをシャープネスゲインと同じ値となるように設定し、デルタポイントコードC4よりもデルタポイントコードC3側は直ちにΔGに下げずに一定の傾きをもってなだらかに下がる形状を有していても良く、デルタポイントコードC4よりも最大コード値C5側も直ちにΔGに上げずに一定の傾きをもってなだらかに上がる形状を有していても良い。
このように、表示装置100では、第2EOTFを用いて得られるHDR映像を表示する場合においても、第1EOTFを用いる場合と同様に接線の傾きに応じてシャープネスゲインの調整を行う。このため、第2EOTFを用いてHDR映像データを変換することで得られたHDR映像のシャープネスが低減することを効果的に抑制することができる。
また、表示装置100では、第1の点および第2の点である2つの変化点を有する第2EOTFを用いて得られるHDR映像を表示する場合においても、第1EOTFを用いる場合と同様に接線の傾きに応じてシャープネスゲインの調整を行う。このため、第2EOTFを用いてHDR映像データを変換することで得られたHDR映像のシャープネスが低減することを効果的に抑制することができる。
また、表示装置100では、第1EOTFを用いる場合でも、第2EOTFを用いる場合でも、領域Aにおいては同じ処理を行う。つまり、第1EOTFを用いる場合でも、第2EOTFを用いる場合でも、第1抽出部141、第1調整部151および第2設定部157を共用できる。よって、構成要素を少なくすることができ、コストアップを抑制することができる。
また、表示装置100では、第1EOTFを用いる場合と、第2EOTFを用いる場合とで、範囲Bのコード値を含むシャープネスゲインを異ならせている。つまり、第1EOTFを用いる場合と、第2EOTFを用いる場合とで、ニーポイントを基準としてシャープネスゲインを互いに異ならせることができ、HDR映像のシャープネスが低減することを効果的に抑制することができる。また、配信側がニーポイントコードを生成してメタデータで送信する場合においても、表示装置において、配信側が生成するニーポイントコードを基準にして、第1EOTFを用いる場合と、第2EOTFを用いる場合とで、シャープネスゲインを互いに異ならせることができる。
また、調整部150では、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合において領域B(つまり、第4領域)のシャープネスゲインを調整する第2調整部152が、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合においては、領域B(つまり、第10領域)のシャープネスゲインを調整する。上述したように、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合も、第2EOTFを用いた変換を行う場合も、第2抽出部142が異なる領域を領域Bとして抽出し、第2設定部157が異なる値をゲインBとして設定するため、第2調整部152を共用することができる。
同様に、調整部150では、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合において領域C(つまり、第2領域)のシャープネスゲインを調整する第3調整部153が、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行う場合においては、領域C(つまり、第6領域)のシャープネスゲインを調整する。上述したように、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合も、第2EOTFを用いた変換を行う場合も、第3抽出部143が異なる領域を領域Cとして抽出し、第3設定部158が異なる値をゲインCとして設定するため、第3調整部153を共用することができる。
このように、表示装置100では、第1EOTFを用いる場合でも、第2EOTFを用いる場合でも、第2調整部152および第3調整部153を共用できる。よって、構成要素を少なくすることができ、コストアップを抑制することができる。
[2.動作]
次に、表示装置100の動作について図12〜図14を用いて説明する。
図12は、実施の形態に係る表示装置による表示方法の一例を示すフローチャートである。
表示装置100では、取得部110が映像データを取得する(S10)。取得部110は、映像データとともにメタデータを取得してもよい。
次に、変換部170がEOTFを用いて映像データを映像に変換する(S20)。変換部170は、具体的には、映像データがHDR映像データである場合には、HDRに対応したEOTFを用いてHDR映像に変換する。変換部170は、例えば、HDR映像データのMaxCLLが表示最大輝度以下である場合には、第1EOTFを用いてHDR映像データをHDR映像に変換する。変換部170は、例えば、HDR映像データのMaxCLLが表示最大輝度を超えている場合には、第2EOTFを用いてHDR映像データをHDR映像に変換する。また、変換部170は、映像データがSDR映像データである場合には、SDRに対応したEOTFを用いてSDR映像に変換する。
一方で、領域抽出部140は、映像データがHDR映像データである場合、HDR映像データの複数のピクチャのそれぞれを構成する全画素のそれぞれのコード値を判定することで、複数の領域A〜Dを抽出する抽出処理を行う(S30)。抽出処理の詳細は、後述する。
次に、調整部150は、領域抽出部140により抽出された複数の領域A〜Dに基づいて、当該領域におけるシャープネスを、領域ごとに対応付けられたシャープネスゲインで調整する調整処理を行う(S50)。調整処理の詳細は、後述する。
なお、映像データがSDR映像データである場合、領域抽出部140および調整部150は、処理を行わなくてもよい。
最後に、表示部180は、調整部150により調整されることで得られた調整データを用いて、変換部170において変換されることにより得られたHDR映像を表示する(S60)。また、表示部180は、映像データがSDR映像データである場合、変換部170において変換されることにより得られたSDR映像を表示してもよい。
なお、ステップS20と、ステップS30およびステップS50とは、並列で行われてもよいし、互いに重ならない時間帯で行われてもよい。
次に、領域を抽出する抽出処理の詳細について図13を用いて説明する。
図13は、領域を抽出する抽出処理の一例を示すフローチャートである。
表示装置100の領域抽出部140は、抽出処理が開始されると、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行ったか否かを判定する(S31)。
領域抽出部140は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行ったと判定した場合(S31でYes)、HDR映像データの複数のピクチャのそれぞれを構成する複数の画素のそれぞれについてループ1を実行する。
ループ1が開始されると、領域抽出部140は、当該画素のコード値がニーポイントコードC1未満であるか否かを判定する(S32)。
領域抽出部140は、当該画素のコード値がニーポイントコードC1未満である場合(S32でYes)、当該画素を領域Aに含まれる画素であると判定する(S33)。領域抽出部140は、当該画素を領域Aとした抽出結果を、記憶部130に記憶させてもよい。具体的には、上述した第1抽出部141がステップS33の処理を行う。
領域抽出部140は、当該画素のコード値がニーポイントコードC1以上である場合(S32でNo)、当該コード値がデルタポイントコードC2未満であるか否かを判定する(S34)。
領域抽出部140は、当該画素のコード値がデルタポイントコードC2未満である場合(S34でYes)、当該画素を領域Bに含まれる画素であると判定する(S35)。領域抽出部140は、当該画素を領域Bとした抽出結果を、記憶部130に記憶させてもよい。具体的には、上述した第2抽出部142がステップS35の処理を行う。
領域抽出部140は、当該画素のコード値がデルタポイントコードC2以上である場合(S34でNo)、当該画素を領域Cに含まれる画素であると判定する(S36)。領域抽出部140は、当該画素を領域Cとした抽出結果を、記憶部130に記憶させてもよい。具体的には、上述した第3抽出部143がステップS36の処理を行う。
領域抽出部140は、全ての画素のそれぞれについてループ1を実行すると、ループ1を終了する。
一方で、領域抽出部140は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行ったと判定した場合(S31でNo)、HDR映像データの複数のピクチャのそれぞれを構成する複数の画素のそれぞれについてループ2を実行する。
ループ2が開始されると、領域抽出部140は、当該画素のコード値がニーポイントコードC1未満であるか否かを判定する(S37)。
領域抽出部140は、当該画素のコード値がニーポイントコードC1未満である場合(S37でYes)、当該画素を領域Aに含まれる画素であると判定する(S38)。領域抽出部140は、当該画素を領域Aとした抽出結果を、記憶部130に記憶させてもよい。具体的には、上述した第1抽出部141がステップS38の処理を行う。
領域抽出部140は、当該画素のコード値がニーポイントコードC1以上である場合(S37でNo)、当該コード値がデルタポイントコードC3未満であるか否かを判定する(S39)。
領域抽出部140は、当該画素のコード値がデルタポイントコードC3未満である場合(S39でYes)、当該画素を領域Bに含まれる画素であると判定する(S40)。領域抽出部140は、当該画素を領域Bとした抽出結果を、記憶部130に記憶させてもよい。具体的には、上述した第2抽出部142がステップS40の処理を行う。
領域抽出部140は、当該画素のコード値がデルタポイントコードC3以上である場合(S39でNo)、当該コード値がデルタポイントコードC4未満であるか否かを判定する(S41)。
領域抽出部140は、当該画素のコード値がデルタポイントコードC4未満である場合(S41でYes)、当該画素を領域Cに含まれる画素であると判定する(S42)。領域抽出部140は、当該画素を領域Cとした抽出結果を、記憶部130に記憶させてもよい。具体的には、上述した第3抽出部143がステップS42の処理を行う。
領域抽出部140は、当該画素のコード値がデルタポイントコードC4以上である場合(S41でNo)、当該画素を領域Dに含まれる画素であると判定する(S43)。領域抽出部140は、当該画素を領域Dとした抽出結果を、記憶部130に記憶させてもよい。具体的には、上述した第4抽出部144がステップS43の処理を行う。
領域抽出部140は、全ての画素のそれぞれについてループ2を実行すると、ループ2を終了する。
領域抽出部140は、ループ1またはループ2が終了すると、抽出処理を終了する。
次に、シャープネスゲインを調整する調整処理の詳細について図14を用いて説明する。
図14は、シャープネスゲインを調整する調整処理の一例を示すフローチャートである。
表示装置100の調整部150は、調整処理が開始されると、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行ったか否かを判定する(S51)。
調整部150は、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行ったと判定した場合(S51でYes)、抽出処理において抽出された複数の領域A〜Cのそれぞれについてループ3を実行する。
ループ3が開始されると、調整部150は、当該領域が領域A〜Cのいずれであるかを判定する(S52)。なお、領域抽出部140において抽出された各領域が第1EOTFを用いた変換での領域であるか第2EOTFを用いた変換での領域であるかを示す情報が抽出結果と共に記憶されていれば、上記ステップS51およびステップS52の処理を合わせた判定処理を行ってもよい。
調整部150は、当該領域が領域Aであると判定した場合(S52で領域A)、当該領域におけるシャープネスゲインを差分値ΔG増加させる(S53)。具体的には、上述した調整部150の第1調整部151および第1設定部156がステップS53の処理を行う。これにより、データAが得られる。
調整部150は、当該領域が領域Bであると判定した場合(S52で領域B)、当該領域におけるシャープネスゲインを差分値ΔG増加させる(S54)。具体的には、上述した調整部150の第2調整部152および第2設定部157がステップS54の処理を行う。これにより、データBが得られる。
調整部150は、当該領域が領域Cであると判定した場合(S52で領域C)、当該領域におけるシャープネスゲインを差分値ΔG減少させる(S55)。具体的には、上述した調整部150の第3調整部153および第3設定部158がステップS55の処理を行う。これにより、データCが得られる。
調整部150は、全ての領域のそれぞれについてループ3を実行すると、ループ3を終了する。
一方で、調整部150は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行ったと判定した場合(S51でNo)、抽出処理において抽出された複数の領域A〜Dのそれぞれについてループ4を実行する。
ループ4が開始されると、調整部150は、当該領域が領域A〜Dのいずれであるかを判定する(S56)。なお、領域抽出部140において抽出された各領域が第1EOTFを用いた変換での領域であるか第2EOTFを用いた変換での領域であるかを示す情報が抽出結果と共に記憶されていれば、上記ステップS51およびステップS56の処理を合わせた判定処理を行ってもよい。
調整部150は、当該領域が領域Aであると判定した場合(S56で領域A)、当該領域におけるシャープネスゲインを差分値ΔG増加させる(S57)。具体的には、上述した調整部150の第1調整部151および第1設定部156がステップS57の処理を行う。これにより、データAが得られる。
調整部150は、当該領域が領域Bであると判定した場合(S56で領域B)、当該領域におけるシャープネスゲインを差分値ΔG増加させる(S58)。具体的には、上述した調整部150の第2調整部152および第2設定部157がステップS58の処理を行う。これにより、データBが得られる。
調整部150は、当該領域が領域Cであると判定した場合(S56で領域C)、当該領域におけるシャープネスゲインを差分値ΔG減少させる(S59)。具体的には、上述した調整部150の第3調整部153および第3設定部158がステップS59の処理を行う。これにより、データCが得られる。
調整部150は、当該領域が領域Dであると判定した場合(S56で領域D)、当該領域におけるシャープネスゲインを差分値ΔG増加させる(S60)。具体的には、上述した調整部150の第4調整部154および第4設定部159がステップS60の処理を行う。これにより、データDが得られる。
調整部150は、全ての領域のそれぞれについてループ4を実行すると、ループ4を終了する。
調整部150は、ループ3またはループ4が終了すると、ループ3の結果(つまり、データA〜C)またはループ4の結果(つまり、データA〜D)に、第5調整部155および第5設定部160による処理結果(つまり、データE)を加算し、加算することにより得られた調整データを出力する(S61)。
[3.効果など]
本実施の形態に係る表示装置100は、取得部110と、変換部170と、領域抽出部140と、調整部150と、表示部180とを備える。取得部110は、各画素の輝度がコード値で表されているHDR映像データを取得する。変換部170は、HDR映像データを第1EOTFを用いてHDR映像に変換する。領域抽出部140は、HDR映像データの各画素について、当該画素のコード値が、第1EOTF上の点における接戦の傾きが所定の傾き未満から所定の傾き以上に変化する第1の点に対応する第1コード値未満の第1範囲に含まれるか第1コード値以上の第2範囲に含まれるかを判定する。領域抽出部140は、この判定を行うことで、コード値が第1範囲に含まれる画素を含む第1領域と、コード値が第2範囲に含まれる画素を含む第2領域とを抽出する。調整部150は、HDR映像データのうちの第1領域のシャープネスゲインを第2領域のシャープネスゲインよりも増加させることでHDR映像データのシャープネスゲインを調整する。表示部180は、調整部150により調整されることで得られた調整データを用いて、変換部170において変換されることにより得られたHDR映像を表示する。
このため、表示装置100では、マスター映像データの輝度データ高周波成分がエンコード、デコード処理の影響により欠損する場合を考慮して、第1領域のシャープネスゲインを、第2領域のシャープネスゲインよりも増加させることで、異なる画素間のシャープネスゲインの変化率の均一化を図っている。これにより、低輝度領域としての第1領域のシャープネス効果を、高輝度領域としての第2領域のシャープネス効果に近づけることができる。よって、HDR映像データを変換することで得られたHDR映像のシャープネスが低減することを効果的に抑制することができる。
[4.変形例]
上記実施の形態では、表示装置100は、機能構成として制御部120を備えるとしたが、必ずしも制御部120を備えていなくてもよい。つまり、制御部120が算出するとした情報は、外部から取得してもよいし、記憶部130が予め記憶していてもよい。例えば、ニーポイントコードは映像データにメタデータとして含まれていてもよい。また、デルタポイントコードは記憶部130が予め記憶していてもよい。また、調整部150はシャープネスゲインカーブおよびシャープネスゲインを用いて補正値を算出するのではなく記憶部130に記憶されている所定の補正値をそのまま用いて補正値を設定してもよい。また、第2EOTFは、記憶部130が予め記憶していてもよい。
上記実施の形態では、領域抽出部140は、変換部170が第2EOTFを用いた変換を行った場合、複数の画素のそれぞれについて当該画素のコード値がニーポイントコードC1未満であるか否かを判定しており、デルタポイントコードC3未満の範囲において2つの領域を抽出する処理を行うとしたが必ずしもニーポイントコードC1未満である領域Aおよびニーポイント以上である領域Bに分けなくてもよい。この場合、調整部150は、領域抽出部140において抽出された、デルタポイントコードC3未満のコード値の画素からなる領域に対してシャープネスゲインを差分値ΔG増加させる処理を行ってもよい。
上記実施の形態では、領域抽出部140および調整部150は、変換部170における変換が第1EOTFを用いて行われたか第2EOTFを用いて行われたかを判定するとしたが、これに限らない。例えば、表示装置が第2EOTFを必ず用いた変換を行う場合には、常に第2EOTFを用いた変換を行う場合の処理を行ってもよい。
上記実施の形態では、変換部170が第1EOTFを用いた変換を行う場合には、領域抽出部140は、ニーポイントコードC1の前後で領域を分割するとしたが、ニーポイントコードC1の前後で領域を分割しなくてもよい。よって、調整部150は、ニーポイントコードC1の前後でシャープネスゲインを異ならせなくてもよい。
上記実施の形態では、表示装置100では、チューナ101を備える構成であり、取得部110は、チューナ101により実現されるとしたが、これに限らない。取得部110は、光ディスクなどの記録媒体(所定のパッケージメディア)に記録されているHDR映像データを読み出すことでHDR映像データを取得してもよい。この場合、取得部110は、光ディスクを読み出す光ピックアップなどの電気機器により実現されてもよい。また、取得部110は、インターネットなどのネットワークを介して外部サーバからHDR映像データを取得してもよい。この場合、取得部110は、外部サーバとの間で通信を行うための通信IFにより実現されてもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、HDR映像データを変換して得られたHDR映像のシャープネスゲインを効果的に調整することができる表示装置、表示方法などとして有用である。
1 映像システム
100 表示装置
101 チューナ
102 デコーダ
103 制御回路
104 メモリ
105 表示デバイス
110 取得部
120 制御部
130 記憶部
140 領域抽出部
141 第1抽出部
142 第2抽出部
143 第3抽出部
144 第4抽出部
150 調整部
151 第1調整部
152 第2調整部
153 第3調整部
154 第4調整部
155 第5調整部
156 第1設定部
157 第2設定部
158 第3設定部
159 第4設定部
160 第5設定部
170 変換部
180 表示部
200 配信側装置
201 カメラ
202 情報処理装置
203 プロセッサ
204 メインメモリ
205 ストレージ
206 通信IF
210 キャプチャ部
220 マスタリング部
230 OETF変換部
240 エンコーダ
ΔG〜ΔG 差分値
C1 ニーポイントコード
C2〜C4 デルタポイントコード

Claims (8)

  1. 各画素の輝度がコード値で表されているHDR(High Dynamic Range)映像データを取得する取得部と、
    前記HDR映像データを第1EOTF(Electro−optical Transfer Function)を用いてHDR映像に変換する変換部と、
    前記HDR映像データの各画素について、当該画素のコード値が、前記第1EOTF上の点における接線の傾きが所定の傾きとなる第1の点に対応する第1コード値未満の第1範囲に含まれるか前記第1コード値以上の第2範囲に含まれるかを判定することで、前記コード値が前記第1範囲に含まれる画素を含む低輝度領域としての第1領域と、前記コード値が前記第2範囲に含まれる画素を含む高輝度領域としての第2領域とを抽出する領域抽出部と、
    前記HDR映像データのうちの前記第1領域のシャープネスゲインを前記第2領域のシャープネスゲインよりも増加させることで前記HDR映像データのシャープネスゲインを調整する調整部と、
    前記調整部により調整されることで得られた調整データを用いて、前記変換部において変換されることにより得られた前記HDR映像を表示する表示部と、を備える
    表示装置。
  2. 前記変換部は、前記第1EOTFを用いた変換と、コード値がニーポイントコードを超える範囲において前記第1EOTFとは異なる曲線を有する第2EOTFであって、前記表示部が表示可能な最大輝度を示す表示最大輝度を超えた輝度に対応するコード値を有するHDR映像データを、前記表示最大輝度を最大輝度とするHDR映像に変換するための第2EOTFを用いた変換とを、前記HDR映像データの最大輝度に応じて選択的に切り替えて行い、
    前記変換部が前記第1EOTFを用いた変換を行う場合、
    前記領域抽出部は、さらに、前記第1領域のうちで、前記コード値が前記ニーポイントコード未満の第3範囲に含まれる画素を含む第3領域と、前記コード値が前記ニーポイントコード以上の第4範囲に含まれる画素を含む第4領域とを抽出し、
    前記調整部は、前記第3領域のシャープネスゲインを基準値から第1の値だけ増加させ、前記第4領域のシャープネスゲインを前記基準値から前記第1の値よりも小さい第2の値だけ増加させ、前記第2領域のシャープネスゲインを前記基準値から第3の値だけ減少させる
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第2EOTFは、前記HDR映像データの複数の画素を、コード値が小さい画素から順に並べたとき全画素の所定の割合の数の順位に対応する画素のコード値を前記ニーポイントコードとするEOTFである
    請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記変換部は、前記第1EOTFを用いた変換と、コード値がニーポイントコードを超える範囲において前記第1EOTFとは異なる曲線を有する第2EOTFであって、前記表示部が表示可能な最大輝度を示す表示最大輝度を超えた輝度に対応するコード値を有するHDR映像データを、前記表示最大輝度を最大輝度とするHDR映像に変換するための第2EOTFを用いた変換とを、前記HDR映像データの最大輝度に応じて選択的に切り替えて行い、
    前記変換部が前記第2EOTFを用いた変換を行う場合、
    前記領域抽出部は、前記HDR映像データの各画素について、当該画素のコード値が、前記第2EOTF上の点における接線の傾きが前記所定の傾き未満のコード値の範囲である第5範囲に含まれるか前記所定の傾き以上のコード値の範囲である第6範囲に含まれるかを判定することで、前記コード値が前記第5範囲に含まれる画素を含む第5領域と、前記コード値が前記第6範囲に含まれる画素を含む第6領域とを抽出し、
    前記調整部は、前記第5領域のシャープネスゲインを基準値から第4の値だけ増加させ、前記第6領域のシャープネスゲインを前記基準値から第5の値だけ減少させる
    請求項に記載の表示装置。
  5. 前記第2EOTFは、コード値が大きくなるに従って、前記接線の傾きが前記所定の傾き未満から前記所定の傾き以上に変化する第2の点、および、前記接線の傾きが前記所定の傾き以上から前記所定の傾き未満に変化する第3の点である2つの変化点を有し、
    前記領域抽出部は、
    さらに、前記第5領域のうちで、前記コード値が前記第2の点に対応する第2コード値未満の第7範囲に含まれる画素を含む第7領域と、前記コード値が前記第3の点に対応する第3コード値以上の第8範囲に含まれる画素を含む第8領域とを抽出し、
    前記第2コード値以上、かつ、前記第3コード値未満の範囲を前記第6範囲とし、当該第6範囲に含まれる画素を含む領域を前記第6領域として抽出する
    請求項4に記載の表示装置。
  6. 前記変換部が前記第2EOTFを用いた変換を行う場合、
    前記領域抽出部は、さらに、前記第7領域のうちで、前記コード値が前記ニーポイントコード未満の第9範囲に含まれる画素を含む第9領域と、前記コード値が前記ニーポイントコード以上の第10範囲に含まれる画素を含む第10領域とを抽出し、
    前記調整部は、前記第9領域および前記第10領域のシャープネスゲインを基準値から、前記第4の値だけ増加させる
    請求項5に記載の表示装置。
  7. 前記調整部は、第1調整部と、前記第1調整部とは異なる第2調整部とを備え、
    前記変換部が前記第1EOTFを用いた変換を行う場合に、前記コード値が前記ニーポイントコード以上の第4範囲に含まれる画素を含む第4領域のシャープネスゲインを調整する第1調整部が、前記変換部が前記第2EOTFを用いた変換を行う場合においては、前記第8領域のシャープネスゲインを調整し、
    前記変換部が前記第1EOTFを用いた変換を行う場合に前記第2領域のシャープネスゲインを調整する第2調整部が、前記変換部が前記第2EOTFを用いた変換を行う場合においては、前記第6領域のシャープネスゲインを調整する
    請求項6に記載の表示装置。
  8. 各画素の輝度がコード値で表されているHDR(High Dynamic Range)映像データを取得し、
    前記HDR映像データを第1EOTF(Electro−optical Transfer Function)を用いてHDR映像に変換し
    前記HDR映像データの各画素について、当該画素のコード値が、前記第1EOTF上の点における接線の傾きが所定の傾きとなる第1の点に対応する第1コード値未満の第1範囲に含まれるか前記第1コード値以上の第2範囲に含まれるかを判定することで、前記コード値が前記第1範囲に含まれる画素を含む低輝度領域としての第1領域と、前記コード値が前記第2範囲に含まれる画素を含む高輝度領域としての第2領域とを抽出し、
    前記HDR映像データのうちの前記第1領域のシャープネスゲインを前記第2領域のシャープネスゲインよりも増加させることで前記HDR映像データのシャープネスゲインを調整し、
    調整することで得られた調整データを用いて、変換することで得られた前記HDR映像を表示する
    表示方法。
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